Tiivistelmä tekstistä:
- Perinteinen hidas voimaharjoittelu ei aiheuta pikajuoksijaa kehittäviä adaptaatioita
- Lonkan ojentajille ja koukistajille voimaharjoittelua nopealla voimantuotolla
- Reiden ojentajille ja koukistajille harjoittelussa tulee keskittyä taas korkeampaan voimantuottokykyyn, koska juoksussa polven alueen lihakset mahdollistavat korkean juoksunopeuden vastaanottamalla suuria voimia eksentrisesti.
- Nilkka vastaa suurelta osin kontaktivaiheen voimantuotosta. Nilkan vahvistaminen pikajuoksun omaisilla harjoitteilla on tärkeää.
- Käytännössä: samassa harjoituksessa ensiksi korkean nopeuden liikkeitä lonkan alueella ja tämän jälkeen eksentristä harjoittelua polven alueen lihaksille.
”Voimaharjoittelu tekee hitaaksi” - on suhteellisen yleisesti kuultu lausahdus. Nykyään tämä myytti on jo onneksi purettu ja voimaharjoittelua käytetään enemmän myös nopeuden kehittämisessä, mutta mikä on oikea määrä ja tapa käyttää voimaharjoittelua, jos tavoitteena on maksimaalisen nopeuden kehittäminen, eikä pelkästään alkukiihdyttämisen parantaminen?
Pikajuoksijan, eli 100–200 metrin juoksijan, voimaharjoittelu ei ole niin yksinkertaista kuin sen voisi kuvitella olevan. Voimaharjoittelu kehittää lähes suoraan räjähtävämmän startin ja paremman kiihdytyksen, mutta entä voiko voimaharjoittelulla vaikuttaa maksimijuoksuvaiheeseen ja maksimijuoksunopeuteen?
Pikajuoksu ja voiman eri lajit
Juoksu voidaan jakaa karkeasti kiihdyttämiseen ja maksimijuoksuvaiheeseen. Monessa tutkimuksessa on löydetty voimaharjoittelun ja kiihdyttämisen yhteys, mutta voimaharjoittelun yhteys maksimijuoksuvaiheeseen on aiheuttanut ristiriitaisia tutkimustuloksia (esim. Wilson et al., 1993).
Pikajuoksija tarvitsee pääasiassa nopeusvoimaa. Nopeusvoiman voi määritellä hermolihasjärjestelmän kyvyksi tuottaa mahdollisimman paljon voimaa lyhyimmässä mahdollisimmassa ajassa (Poliquin & Patterson, 1989). Pikajuoksussa nopeusvoimasuorituskykyä voi parantaa kehittämällä voimantuottonopeutta, maksimivoimatasoja tai kumpaakin samaan aikaan. Pikajuoksija tarvitsee siis tietyn verran maksimivoimaakin. Maksimivoimaa kehittääkseen voi olla järkevä jossain määrin kehittää myös perusvoimaa ja kenties lihasten kokoa. Lisäksi tarvitaan nopeusvoiman kohdalla erilaisia ominaisuuksia, kuten:
- Lähtövoimaa
- Räjähtävää voimaa
- Reaktiivista voimaa
Lähtövoima tarkoittaa voiman tuottamista staattisesta asennosta ja kehonpainomme inertian ylittämistä. Tätä tarvitaan erityisesti ensimmäisessä askeleessa. Onkin hyvin loogista, että voimaharjoittelu kehittää juuri ensimmäisiä askelia huomattavasti.
Räjähtävä voima taas on kykyä jatkuvasti kasvattaa voimaa aikayksikkö kohden, kun liike on jo aloitettu. Reaktiivinen voima tarkoittaa taas kehon kykyä vaihtaa nopeasti eksentrisestä supistuksesta konsentriseen supistukseen. Tässä kyvyssä korostuu erityisesti hermolihasjärjestelmän kyky maksimoida venymis-lyhenemis-syklus. Reaktiivinen voima kehittyy myös, kun lihaksen jäykkyys lisääntyy ja elastiset ominaisuudet kehittyvät. (Bosch & Klomp, 2005; Siff, 2003; Poliquin & Patterson, 1989.) Harjoituksellisesti voimme vielä jakaa edellä mainitut voimat eksentrisiin, konsentrisiin ja isometrisiin komponentteihin.
Lähdössä tarvitaan konsentrista voimantuottoa – maksimijuoksuvaiheessa reaktiivista voimaa
Maksimaalisella voimalla ja 10 m sekä 30 m juoksuajoilla ei ole merkitsevää yhteyttä, mutta kun yhtälöön lisätään juoksijan kehonpaino, niin löydetään tilastollisesti merkitsevä yhteys (Baker et al., 1999; Cronin et al., 2007). Bakerin ja kumppaneiden tutkimuksessa myös huomattiin, että 10 m tulos oli yhteydessä suhteelliseen voimantuottoon ja konsentriseen voimantuotto kykyihin. Lähdössä konsentrisen voiman kehittämisestä on hyötyä, koska merkitsevää venymislyhenemis-syklusta ei tapahdu. Lisäksi lähdössä kontaktiaika on suurempi kuin juoksun muissa vaiheissa ja tämä mahdollistaa suuremman voiman hyödyntämisen askelkontaktin aikana (taulukko 1).
TAULUKKO 1: Keskiarvolliset kinemaattiset muuttujat 100 metrin juoksussa hyvin harjoitelleilla pikajuoksijoilla (Cunha et al., 2002).
Juoksun vaihe | Nopeus (m/s) | Askelpituus (m) | Askelfrekvenssi (Hz) | Kontaktiaika (s) | Lentoaika (s) |
Kiihdytys | 9,80 | 4,16 | 2,36 | 0,10 | 0,12 |
Maksimijuoksuvaihe | 10,46 | 4,48 | 2,34 | 0,08 | 0,13 |
Ylläpito | 9,85 | 4,36 | 2,26 | 0,10 | 0,13 |
Maksimaalinen juoksu taas yhdistetään pystympään juoksuasentoon, jonka tarkoituksena on maksimoida askelpituus, askelfrekvenssi ja minimoida kontaktiaika. Tämä pystympi juoksuasento johtaa suurempiin verikaalisiin ja jarruttaviin voimiin verrattuna kiihdytysvaiheeseen (kuva 2). Nämä voimat tuottavat suuria venytysvoimia lihaksiin ja näin luovat isomman tarpeen venymislyhenemis kyvyille lihaksissa. Jotta näitä voimia voidaan hyödyntää maksimaalisesti, tulee kehittää elastista/reaktiivista voimaa. Lihaksen kyky kontrolloida suuria voimia eksentrisissä tai isometrisissä supistuksissa on äärimmäisen tärkeä harjoitettava ominaisuus. Ilman sitä reaktiivinen voima ei voi kehittyä.
Voimaharjoittelu ensiksi ja sitten nopeus - ajattelu romukoppaan
Pikajuoksijat tekevät yleensä voimaharjoittelussaan kaikille lihaksille samanlaista voimaa. Tämä ei tuota optimaalisinta lopputulosta ja saattaa jopa hidastaa kokeneita urheilijoita. Pikajuoksijan voimaharjoittelun periodisaatio perustuu väärille olettamuksille. Perinteisesti ensiksi voimaharjoittelulla nostetaan maksimivoimareserviä. Tämän jälkeen tehdään voimaharjoittelua lyhyillä voimantuottoajoilla. Tavoitteena saada kasvanut maksimivoimareservi käyttöön jälkimmäisellä jaksolla (kuva 3). Tämä ei ole tehokas tapa kokeneelle urheilijalle.
Tarvitaanko perinteistä hidasta voimaharjoittelua ollenkaan?
Ajatus siitä, että voimaharjoittelu tuottaa pohjan, jotta nopeutta voidaan kehittää, on vääristynyt. Välttämättä tällaista yleistä voimaharjoittelujaksoa ei tarvita ollenkaan. Tämä johtuu siitä, että kova voimaharjoittelu tuottaa kolmenlaista tärkeää adaptaatiota:
- Motorisen yksikön rekrytointi paranee
- Lateraalisen voiman siirtyminen paranee
- Lihas kasvaa, eli tapahtuu hypertrofiaa
Nämä adaptaatiot eivät ole tärkeitä pikajuoksun kannalta ja tarvittavat adaptaatiot voidaan saavuttaa muullakin tavalla kuin perinteisellä hitaalla voimaharjoittelulla.
Ensimmäisen adaptaation, eli motorisen yksikön rekrytoimista voidaan kehittää myös korkeilla voimantuottonopeuksilla (Behrens et al., 2015). Sen kehittämiseen ei tarvita välttämättä ollenkaan perinteistä voimaharjoittelua. Toisen adaptaation, eli parantuneen lateraalisen voimantuoton siirtyminen ei paranna nopeaa voimantuottoa, joten sekään ei ole tärkeä pikajuoksun kannalta (Erskine et al., 2011).
Kolmannella adaptaatiolla, eli hypertrofialla on merkityksensä nopeaan voimantuottoon, mutta siihen liittyy muutama pohdittava asia. Ensinnäkin hypertrofinen harjoittelu johtaa yleensä nopeimman IIX lihastyypin muuttumiseksi IIA lihassoluksi. IIA on hitaampi lihassolu, joten tämä ei ole haluttavaa pikajuoksijalla. (Widrick et al., 2002.)
Toiseksi hypertrofinen harjoittelu johtaa lihaksenkasvuun ja näin sisäisen vipuvarren kasvuun, joka aiheuttaa sen, että lihassolujen pitää supistua vielä nopeammin, jotta saavutetaan sama vipuvarren kulmanopeus (Nagano & Komura, 2003). Tämä johtuu siitä, että lihaksen sisäisen vipuvarren kasvaessa pitää lihassolujen supistua pidemmälle saavuttaakseen saman nivelen liikelaajuuden ja ottaakseen kiinni tämän pidemmän matkan tulee lihassolujen supistua nopeammin saavuttaakseen saman nivelkulmanopeuden.
Kolmanneksi kudoksen inertia kasvaa, kun lihasmassa lisääntyy, mikä johtaa tietenkin hidastuneeseen nopeuteen (Ross & Wakelinf, 2016).
Viimeiseksi kova voimaharjoittelu johtaa lisääntyneeseen antagonistien (vastavaikuttajalihasten) koaktivaation nivelissä nopeissa liikkeissä. Tämä voi hidastaa juoksunopeutta. (Janusevicius et al., 2017.) Tämä johtuu luultavasti siitä, että keho yrittää suojella isompaa lihasta vaurioilta aktivoimalla vastavaikuttajalihasta, mikä hidastaa päävaikuttajalihaksen supistumisnopeutta. Kovan voimaharjoittelun on näytetty vähentävän maksimaalista nopeutta (Colyer et al., 2018) mm. edellä mainittujen seikkojen takia, mutta myös voimaharjoittelun aiheuttaman väsymyksen takia.
Joskus hypertrofialla on paikkansa isompaa kokonaisuutta rakentaessa, mutta eivätkö nopeat liikkeet aiheuttaisi hypertrofisia adaptaatioita, jos ne olisivat elintärkeitä nopealla liikkeelle? Näin ei ikävä kyllä ole ja sen takia hypertrofista harjoittelua pikajuoksijalle tulee punnita tarkkaan.
Vielä lisäyksenä, että etu- ja takareisille on pystytty saamaan lisää eksentristä voimaa ilman kovaa perinteistä voimaharjoittelua pelkästään tekemällä eksentristä voimaharjoittelua (Reich et al., 2000). Nämä adaptaatiot ovat luultavimmin johtuneet titinin ja kollageenin adaptoitumisesta lihaksen sisällä.
Aloittelijoille toimii perinteinen voimaharjoittelu – kokeneille ei
Perinteinen voimaharjoittelu parantaa voluntaarista aktivointikykyä, minkä kehittäminen parantaa voimantuottonopeutta ja maksimivoimaa. Yleensä aloittelijoilla ei ole kykyä aktivoida kaikkia lihassoluja, joita he kontrolloivat. Voimaharjoittelun jälkeen tämä kyky paranee ja lisää motorisia yksiköitä tulee saataville. Tämä parantaa maksimivoimaa ja voimantuottokykyä. Mutta kokeneilla harjoittelijoilla tätä adaptaatioita ei enää saavuteta ja voluntaarisen aktivointikyvyn parantaminen on erittäin hankalaa. (Hucteau et al., 2020.)
Voimaharjoittelu parantaa reisien eksentristä voimaa ja lonkan ojentajien voimaa myös korkeilla nopeuksilla, vaikkakin ei yhtä paljon kuin pelkkä nopea voimantuottoharjoittelu. Voimaharjoittelun teho pienenee, kun urheilija saavuttaa riittävän voimatason tai maksimaalisen konsentrisen supistumisnopeuden. Lisäksi voimaharjoittelu saattaa kääntyä itseään vastaan, jos kehonpainon on lisäännyttävä, jotta lihasmassa lisääntyisi. Näitä ongelmia ei kohdata heti aluksi ja sen takia voimaharjoittelu on aluksi tehokasta. Kokeneempien urheilijoiden tulee miettiä muita vaihtoehtoja.
Minkälaista voimaharjoittelun pitäisi sitten olla pikajuoksijalle?
Pikajuoksijan kannattaa keskittyä elastisen voiman kehittämiseen. Elastinen voima tarkoittaa kudosten kykyä imeä, varastoida ja vapauttaa energiaa. Mitä enemmän energiaa nämä kudokset vapauttavat, sitä nopeammin ja tehokkaammin juoksija kiitää radalla. Elastinen energia tuotetaan jänteellä. Esimerkiksi pohjelihas ei veny juoksussa eksentrisessä vaiheessa, vaan lihas pysyy saman pituisena (tekee isometristä työtä) ja jänne venyy, mutta koko lihasjännekompleksi kasvaa. Jänteet ovat kuin jousia ja venytettäessä ne kimmahtavat nopeasti takaisin lepopituuteensa. Jänteet tuottavat siis paljon ylimääräistä nopeaa voimaa. Jänteet eivät tarvitse happea ja eivätkä väsy. Jänteiden ja elastisten ominaisuuksien kehittäminen olisi tärkeä olla mukana kaikessa tekemisessä.
Voimaharjoittelussa lihaksia tulisi kehittää pikajuoksun tarpeiden mukaan. Tukivaiheessa, eli toisen jalan ollessa maassa, nilkka vastaa suurimmalta osalta voimantuotosta. Nilkan ja nilkkaa liikuttavien lihasten voimaharjoittelu on erittäin tärkeää. Jalan heilahdusvaiheessa eniten voimaa tuottaa taas lantion alueen lihakset. Eniten voimaa imevät polven alueen lihakset: taka- ja etureisi. Juoksunopeuden lisääntyessä kyky tuottaa ja ottaa vastaan voimia erityisesti lantion alueella tulee progressiivisesti tärkeämmäksi (Kuva 4).
Pakaroihin, lähentäjiin, takareisiin ja lonkan koukistajiin tarvitaan nopeaa voimantuottoa erityisesti heilahdusvaiheessa! Etureidet ja takareidet taas imevät eniten voimaa ja toimivat tärkeinä tekijöinä tukivaiheessa. Tärkeimmät lihakset tukivaiheessa ovat soleus ja gastrocnemius sekä erityisesti liikesuuntana nilkan plantaarifleksio. (Schache et al., 2011.) Huomiona kuitenkin, ettei voimantuotto tukivaiheessa ole yhteydessä juoksunopeuden kanssa. Se toimii juoksunopeuden mahdollistavana tekijänä.
Joten tarvitaan nopeaa voimantuottoa lonkan ojentajiin ja koukistajiin sekä eksentristä voimaa polvien ojentajien ja koukistajien, jotta ne voivat imeä voimia!
- Heilautusvaiheessa nopea supistumisnopeus, korkea nopeus --> nopean voimantuoton harjoittelua lonkan alueelle!
- Kun taas etureidet heilautusvaiheessa imevät voimaa niiden lihaspituus kasvaa! Tällöin nopeudella ei ole väliä vaan voimantuottokyvyllä. (Askling et al., 2003.)
Voimaharjoittelua tulisi tehdä siis lonkan ojentajille ja koukistajille korkeilla nopeuksilla. Reiden ojentajille ja koukistajille taas korkeampaa voimantuottoa, kun niiden pituus kasvaa. Tämä johtuu siitä, että niiden tärkein tehtävä juoksun aikana on ottaa vastaan isoja voimia. Käytännössä tämä voisi tarkoittaa sitä, että samassa harjoituksessa tehtäisiin ensiksi korkean nopeuden liikkeitä lonkan alueella ja tämän jälkeen eksentristä harjoittelua polven alueen lihaksille.
Korkean nopeuden voimaharjoittelu parantaa korkean nopeuden voimaa paljon enemmän kuin raskas perinteinen voimaharjoittelu ja eksentrinen harjoittelu parantaa eksentristä voimaa paljon enemmän kuin perinteinen voimaharjoittelu. Tämän takia spesifimmän harjoittelun rakentaminen on paljon tehokkaampaa kuin perinteisen voimaharjoittelu tekeminen. Korkean voiman ja korkean nopeuden periodisointi peräkkäin ei ole järkevää pikajuoksussa, koska eri lihakset tarvitsevat erilaista voimantuottokykyä. Niitä voi ja kannattaa kehittää kokoajan! Lisäksi hyötynä tässä on se, ettei tarvitse pelätä jonkun ominaisuuden laskevan, kuten perinteisessä periodisaatiossa. Esimerkiksi perinteisessä periodisaatiossa reisien voimantuotto tippuu, kun siirrytään harjoittamaan nopeaa voimantuottoa.
Lähteet:
Askling, C., Karlsson, J., & Thorstensson, A. (2003, August). Hamstring injury occurrence in elite soccer players after preseason strength training with eccentric overload. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12859607
Baker, D., and Nance, S. The Relation Between Running Speed and Measures of Strength and Power in Professional Rugby League Players. J. Strength Cond. Res.13(3): 230-235, 1999.
Behrens, M., Mau-Moeller, A., Mueller, K., Heise, S., Gube, M., Beuster, N., … Bruhn, S. (2015, February 4). Plyometric training improves voluntary activation and strength during isometric, concentric and eccentric contractions. Retrieved from https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1440244015000377
Bosch, F., and Klomp, R. Running: Biomechanics and Exercise Physiology Applied in Practice. Philadelphia, PA: Elsevier, 2005.
Čoh, M., & Zvan, M., Veličkovska, L., Zivkovic, V. & Gontarev, S. (2016). BIODYNAMICAL FACTORS OF RUNNING SPEED DEVELOPMENT. 5. 17-22.
Colyer, S. L., Stokes, K. A., Bilzon, J. L. J., Holdcroft, D., & Salo, A. I. T. (2018, April 1). Training-Related Changes in Force-Power Profiles: Implications for the Skeleton Start. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28872389
Cronin, J., Ogden, T., Lawton, T., and Brughelli, M. Does Increasing Maximum Strength Improve Sprint Running Performance. 29(3): 86-95, 2007.
Cunha, L., Alves, F., & Veloso, A. (2002). The touch-down and takeoff angles in different phases of 100 m sprint running. Presentation at the International Symposium on Biomechanics in Sport, Caceres-Extremadura, Spain.
Erskine, R. M., Jones, D. A., Maffulli, N., Williams, A. G., Stewart, C. E., & Degens, H. (2011, February). What causes in vivo muscle specific tension to increase following resistance training? Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20889606
Hucteau, E., Jubeau, M., Cornu, C. et al. Is there an intermuscular relationship in voluntary activation capacities and contractile kinetics?. Eur J Appl Physiol 120, 513–526 (2020). https://doi.org/10.1007/s00421-019-04299-z
Janusevicius, D., Snieckus, A., Skurvydas, A., Silinskas, V., Trinkunas, E., Cadefau, J. A., & Kamandulis, S. (2017, June 1). Effects of High Velocity Elastic Band versus Heavy Resistance Training on Hamstring Strength, Activation, and Sprint Running Performance. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5465986/
Kanehisa H, Funato K, Kuno S, et al. Growth trend of the quadriceps femoris muscle in junior Olympic weight lifters: an 18-month follow-up survey. Eur J Appl Physiol 2003; 89: 238-42.
Kumagai K, Abe T, Brechue WF, et al. Sprint performance is related to muscle fascicle length in male 100-m sprinters. J Appl Physiol 2000; 88: 811-6.
Morin, J.-B., Petrakos, G., Jiménez-Reyes, P., Brown, S. R., Samozino, P., & Cross, M. R. (2017, July). Very-Heavy Sled Training for Improving Horizontal-Force Output in Soccer Players. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27834560
Nagahara R, Zushi K. Development of maximal speed sprinting performance with changes in vertical, leg and joint stiffness. J Sports Med Phys Fitness. 2017 Dec;57(12):1572-1578. doi: 10.23736/S0022-4707.16.06622-6. Epub 2016 Jul 13. PMID: 27406013.
Nagano, A., & Komura, T. (2003, November). Longer moment arm results in smaller joint moment development, power and work outputs in fast motions. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14522209
Poliquin, C., Patterson, Paul. Terminology: Classification of Strength Qualities. Strength Conditioning J. 11(6):48-52, 1989.
Reich, T. E., Lindstedt, S. L., LaStayo, P. C., & Pierotti, D. J. (2000, June). Is the spring quality of muscle plastic? Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10848536
Ross, S. A., & Wakeling, J. M. (2016, June). Muscle shortening velocity depends on tissue inertia and level of activation during submaximal contractions. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4938035/
Schache, A. G., Blanch, P. D., Dorn, T. W., Brown, N. A. T., Rosemond, D., & Pandy, M. G. (2011, July). Effect of running speed on lower limb joint kinetics. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21131859
Siff, MC. Supertraining. Denver, CO: Supertraining Institute, 2003.
Widrick, J. J., Stelzer, J. E., Shoepe, T. C., & Garner, D. P. (2002, August). Functional properties of human muscle fibers after short-term resistance exercise training. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12121854
Wilson, G., Newton, R., Murphy, A. & Humphries, B. (1993) The optimal training load for the development of dynamic athletic performance. Med Sci Sports Exerc. Nov;25(11):1279-86. PMID: 8289617.